説明

ガス吸着体

【課題】金属部品の腐食発生率を大幅に低減することができるガス吸着体を提供する。
【解決手段】通気性シート11A,11Bからなる収容部材11内に、物理吸着剤粒子12と共に吸水性の高分子化合物粒子13が封入されている。通気性シート11B側の内壁に粘着材14が塗布され、物理吸着剤粒子12および吸水性の高分子化合物粒子13の一部が固定される。物理吸着剤粒子12は、各種アウトガスを吸着し、また、吸水性の高分子化合物粒子13は、高い水蒸気捕集作用を有しており、少量で大量の水蒸気を捕集し、金属部品の腐食発生率を抑制する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、有害ガスを含む種々のガスを吸着、捕集し、電気・電子機器等を保護するガス吸着体に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、電気・電子機器には、有害ガスを吸着、捕集するためにガス吸着体が用いられる。この種のものとしては、従来、2枚の不織布等の通気性シートに吸着剤を挟んで用いるもの、あるいは塗料に吸着剤を混合してなるもの等が提案されている(特許文献1〜10)。
【0003】
このようなガス吸着体では、複数種類のガスを同時に吸着、捕集する場合には、通常、物理的吸着作用を有する吸着剤と化学的吸着作用をもつ吸着剤とのいずれか、または、これらを混合したものが用いられる。物理吸着作用を有する吸着剤としては、例えば、活性炭、活性アルミナ、ゼオライトが用いられる。また、化学吸着作用を有する吸着剤としては、活性炭粒子にアミン系化合物を添着させた薬品添着炭粒子や、炭酸カルシウム等が用いられる。
【0004】
電気部品や電子部品の信頼性に悪影響を与えるガス、例えば腐食を加速するガスとしては硫化水素、NOx、SOx、含Clガス、含Fガスおよび水蒸気が挙げられる。また、電気接点の導通や機構部品の動作および光学部品の光透過性を阻害するガスとしては、シリコーンガス、炭化水素ガス、有機酸ガス等が挙げられる。更に、臭気異常の原因となるガスとしてはトルエン、フェノールや酢酸エチル、ホルムアルデヒド等が挙げられる。
【0005】
【特許文献1】特開2006−116501号公報
【特許文献2】特開平11−300138号公報、
【特許文献3】特開平2−290225号公報
【特許文献4】昭63−178822号公報
【特許文献5】特開2006−88088号公報
【特許文献6】特開2003−340277号公報
【特許文献7】特開2003−126625号公報
【特許文献8】特開2002−273123号公報
【特許文献9】特開2002−1112号公報
【特許文献10】特開2000−246043号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
以上のような種々のガスの中で、特に、水蒸気は電子部品中の金属部品の腐食や接点不良に大きく影響を与えるため、金属部品の近傍ではできるだけ除去することが望ましいが、上記物理吸着剤では水蒸気の吸着量が自重の40%程度と少ないという問題があった。一方、化学吸着剤での水蒸気の吸着量は自重の50%以上であり、物理吸着剤よりは高くなるが、その他のガス成分の吸着率が低いことと、一度水蒸気が吸着してしまった吸着剤は自然に再生しないことから、使用可能期間が比較的短いという問題があった。
【0007】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、各種ガスと共に空気中に存在する過剰の水分(水蒸気ガス)を、少量で、効率的に捕集することができ、金属部品の腐食に対する信頼性を向上させることができるガス吸着体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明のガス吸着体は、通気性シートにより構成された収容部材を備え、その収容部材内に、ガスに対する物理的吸着作用を有する物理吸着剤と共に、吸水性の高分子化合物を含むものである。
【0009】
本発明のガス吸着体では、物理吸着剤により各種アウトガスが吸着されると共に、高い水蒸気捕集作用を有する高分子化合物によって、水分が高効率で捕集される。
【発明の効果】
【0010】
本発明のガス吸着体によれば、物理吸着剤と共に吸水性の高分子化合物を混合して用いるようにしたので、特に、電気・電子部品の信頼性に悪影響を及ぼす水蒸気を効率的に捕集することができ、少量の吸着剤により金属部品の腐食発生率を大幅に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、本発明の一実施の形態に係るガス吸着体の構成について説明する。
【0012】
図1は本発明の一実施の形態に係るガス吸着体の断面構成を表すものである。このガス吸着体1は、収容部材11内に、1または複数の種類の物理吸着剤粒子12および吸水性の高分子化合物粒子13を混合して封入したものである。収容部材11は、例えば2枚の通気性シート11A,11Bをその周辺部(端部)において、接着または熱融着により互いに密着したものである。この収容部材11の例えば通気性シート11B側の内壁には粘着材14が塗布されており、物理吸着剤粒子12および吸水性の高分子化合物粒子13の一部が粘着材14によって固定されている。
【0013】
通気性シート11A,11Bは、例えば、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエステル繊維ポリアミド繊維等の合成繊維からなる不織布、またはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド等の合成樹脂からなる多孔性フィルムであるが、その形状や厚みは限定されるものではなく、ガスを充分に透過させる性質を有するものであればよい。
【0014】
物理吸着剤粒子12は物理的なガス吸着作用を有するものであり、具体的には、例えば活性炭、シリカゲル、活性アルミナ、ゼオライトなどが挙げられるが、その中でも吸着容量の観点から特に活性炭やシリカゲルの粒子が好ましい。なお、物理吸着剤粒子12としては上記に限定されず、用途に応じて様々な吸着剤を用いることができる。
【0015】
吸水性の高分子化合物粒子13は水蒸気吸着作用を有するものであり、例えば、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコールアクリル酸、ポリアクリル酸ソーダ、デンプンにアクリル酸をグラフト重合したもの、またはポリエチレンオキサイド、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、若しくはポリビニルピロリド水溶液を電離性放射線で照射して架橋反応させたもの、更にはホルマリンやグルタルアルデヒドなどによる化学処理により架橋反応させたものが挙げられ、これらのうちの1種類または複数の種類を用いることができる。これらは、自重の200%以上の吸水率を有しており、高分子化合物粒子13として望ましい。
【0016】
物理吸着剤粒子12と吸水性の高分子化合物粒子13は混合して用いられる。物理吸着剤および上記高分子化合物の全体に対する上記高分子化合物の混合比は、50重量%以上90重量%以下とすることが望ましく、また吸水性の高分子化合物を完全に分散させることがより望ましい。50重量%未満であると、金属部品の水蒸気吸収による腐食防止効果が十分ではなく、90重量%より多くなると、他のガスの補集効果が不足するからである。90重量%以下また、充填率はシート1cm2 あたり0.2g以上が有効である。
【0017】
粘着材14は、例えばポリアクリル酸エステルであり、通気性シート11A,11Bの物理吸着剤粒子12および吸水性の高分子化合物粒子13と接する面に薄く塗布することにより、これら粒子の偏在を抑制することができる。
【0018】
以上の構成を有する本実施の形態に係るガス吸着体1は、例えば電気・電子部品とともに梱包箱内に同封され、物理吸着剤粒子12によって各種ガスを、また、吸水性の高分子化合物粒子13によって水蒸気を効率的に吸着・補集する。これにより、金属部品の腐食等が抑制され、電気・電子部品の信頼性が向上することとなる。
【0019】
以下、具体的な実施例について説明する。
[実施例]
【0020】
(実施例1および比較例1〜3)
吸着剤粒子として、粒度分布が0.25〜0.59mmの活性炭、活性アルミナおよびシリカゲルを準備した。吸水性の高分子化合物としては、ポリアクリル酸ソーダを含む三洋化成製吸水ゲル「サンフレッシュST500S」(商品名)を用いた。実施例1では、活性炭と吸水性の高分子化合物とを重量比1:1で混合した。通気性シートとしてポリエステル製不織布を用い、各実施例毎に粒子を包み試料を作製した。
実施例1;活性炭+吸水性の高分子化合物
比較例1;シリカゲル
比較例2;活性炭
比較例3;活性アルミナ
【0021】
(吸水率測定)
上記実施例1および比較例1〜3の試料を25℃/100%RHの条件で1週間放置し、それらの吸水率を測定した。結果を下記に示す。
実施例1;活性炭+吸水性の高分子化合物 86%
比較例1;シリカゲル 32%
比較例2;活性炭 35%
比較例3;活性アルミナ 20%
【0022】
このように吸着剤粒子のみを封入した試料(比較例1〜3)の吸水率が約20%〜35%と低いのに対し、活性炭と吸水性の高分子化合物とを混合した試料(実施例1)は、85%以上の高い吸水率を示した。
【0023】
(実施例2,3、比較例4)
通気性シートとしてポリエステル製不織布を用い、吸着剤粒子としては粒度分布が0.25〜0.59mmの活性炭またはシリカゲルを準備すると共に、吸水性の高分子化合物として、三洋化成製の吸水性の高分子化合物「サンフレッシュST500S」(商品名)を準備した。実施例2,3では、吸着剤粒子と高分子吸収ゲルとを重量比で1:1となるように混合した。片面にアクリル系粘着材を塗布した通気性シートの粘着材面に、この混合物を100mg/cm2 となるように散布した後、その上にもう1枚の通気性シートを重ね合わせて接着し、ガス吸着体を得た。
また、比較例4では、活性炭とシリカゲルとを重量比で1:1となるように混合した。
実施例2;活性炭+吸水性の高分子化合物
実施例3;シリカゲル+吸水性の高分子化合物
比較例4;活性炭+シリカゲル
【0024】
(ガス吸着能評価)
上記実施例5,6のガス吸着体についての硫化水素ガス(H2 S)吸着性能を評価した。ポリエチレン製の密閉壜中に、H2 Sを気相濃度が16ppmlなるように封入し、ガス濃度を検知管で測定した後、ガス吸着体1cm2を入れて72h暴露した。暴露後のガス濃度を、再度測定し、ガス吸着効率を評価した。その結果を下記に示す。
実施例2;活性炭+吸水性の高分子化合物 83%減少
実施例3;シリカゲル+吸水性の高分子化合物 69%減少
【0025】
(銀片変色状態評価)
更に、上記ガス吸着能評価の際に、銀の硫化に対する影響を確認するため、銀片を共存させ、硫化状態も確認した。その結果を図2(A)〜(C)に示す。図2(A)は実施例2のガス吸着体を入れたときの銀片の硫化状態を表すものである。また、図2(B)は実施例3のガス吸着体を入れたとき、図2(C)は吸着剤を入れないとき(比較例4)の銀片の硫化状態を表すものである。
【0026】
銀片は大気中に硫化水素ガスが存在する場合、表面で反応して硫化銀を生成する。この時、銀片の表面は変色するが、生成した硫化銀の厚さによってその色は異なる。一般に厚さが厚くなるにつれ金属光沢から、褐色、茶色、紫、青、黒、灰色と変化する。図2(A),(B)においては銀片の表面は銀または褐色であるが、図2(C)においては青から黒に変色し、硫化物の生成が確認された。従って、実施例2,3のガス吸着体は硫化水素ガスを吸収し、銀の硫化を阻止する機能を有すると考える。
【0027】
(酢酸ガスおよび水蒸気吸着性能評価)
上記実施例2,3および比較例4のガス吸着体についての酢酸ガスおよび水蒸気吸着性能を評価した。ポリエチレン製の密閉壜中に酢酸(50%水溶液)を0.5g入れ、壜の蓋の内側にTG用Al製カップをカーボンテープで固定した。吸着剤を壜の壁面に粘着テープで固定し、密閉状態で室温で130時間放置した。
【0028】
その結果を図3(A)〜(D)に示す。このうち図3(A)は、実施例2のガス吸着体を入れたときのTG用Al製カップの表面の状態を示すものであり、同じく、図3(B)は実施例3のガス吸着体を入れたとき、図3(C)は比較例4のガス吸着体を入れたときの状態を表している。なお、図3(D)は吸着剤を入れないときのものである。実施例2,3のガス吸着体を入れたものは、Al表面に殆ど腐食生成物が確認されないが、比較例4のガス吸着体を入れたもの、および吸着剤を入れないものでは、表面に腐食生成物が確認された。
【0029】
(実施例4〜8)
通気性シートとしてポリエステル製不織布を用い、吸着剤粒子としては粒度分布が0.25〜0.59mmの活性炭を準備した。さらに、吸水性の高分子化合物としては、三洋化成製吸水ゲル「サンフレッシュST500S」(商品名)を用いた。活性炭粒子と高分子吸収ゲルの混合比をそれぞれ重量比で1:9,1:3,5:5,3:1,9:1となるように混合した。片面にアクリル系粘着材を塗布した通気性シートの粘着材面に、混合物を100mg/cm2 になるように散布した後、その上にもう1枚の通気性シートを重ね合わせて接着し、ガス吸着体を得た。
実施例4;活性炭:吸水性の高分子化合物=1:9
実施例5;活性炭:吸水性の高分子化合物=1:3
実施例6;活性炭:吸水性の高分子化合物=5:5
実施例7;活性炭:吸水性の高分子化合物=3:1
実施例8;活性炭:吸水性の高分子化合物=9:1
【0030】
(酢酸ガスおよび水蒸気吸着性能評価)
実施例4〜8のガス吸着体についての酢酸ガスおよび水蒸気吸着性能を、上記と同様の手法で評価した。
【0031】
その結果を図4(A)〜(E)に示す。図4(A)は実施例4、図4(B)は実施例5、図4(C)は実施例6、図4(D)は実施例7、図4(E)は実施例8のそれぞれの結果を表している。実施例7,8のように吸水性の高分子化合物の混合比が少ない場合(10%,25%)には腐食の発生が僅かに見られるが、実施例4〜6のように吸水性の高分子化合物の混合比が多い場合(50%,75%,90%)には腐食は見られない。これにより、吸水性の高分子化合物を含めることによる効果は、混合比で50重量%〜90重量%の範囲がより好ましいことが分かった。
【0032】
(有機ガス吸着性能評価)
上記実施例6のガス吸着体についての有機ガス吸着性能を評価した。ポリエチレン製の密閉壜中に低分子シロキサン(環状4量体)、トルエンをそれぞれ200mg入れ、この壜の蓋の裏に吸着剤を固定し、密閉状態で常温140h暴露した後、吸着されたガス量をTPD−MS(Temperature Programmed Desorption or Decomposition Mass- Spectrometry )、およびTPD−GC/MS(Temperature Programmed Desorption or Decomposition Gas Chromatograph Massspectrometry )にて測定した。結果を下記に示す。なお、比較例4についての結果も同時に示した。
トルエンが吸着されたガス量 吸着量/全体量
実施例6;活性炭+吸水性の高分子化合物 7.4mg/100mg
比較例4;活性炭+シリカゲル 4.0mg/100mg

低分子シロキサンが吸着されたガス量 吸着量/全体量
実施例6;活性炭+吸水性の高分子化合物 10.0mg/100mg
比較例4;活性炭+シリカゲル 11.8mg/100mg
【0033】
トルエンの吸着性能については、実施例6の吸着量が比較例4の倍程度であった。低分子シロキサンの吸着性能については、比較例4と実施例6はほぼ同等であった。更に吸着能は自重の10%程度であった。
【0034】
以上の実施例からも明かなように、本実施の形態に係るガス吸収体では、物理吸着剤粒子に吸水性の高分子化合物を混合して用いるようにしたので、物理吸着剤粒子による各種ガスの吸着と共に、吸水性の高分子化合物による水蒸気の補集が効率的に行われる。これにより、金属部品の腐食発生確率を大幅に低減することができ、電気・電子部品を効果的に保護することができる。特に、吸水性の高分子化合物の混合比を50%〜90%の範囲とすることにより、水蒸気の捕集効果を顕著に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】本発明の一実施の形態に係るガス吸着体を表す断面図である。
【図2】実施例2,3および比較例4の銀片変色状態を表す図である。
【図3】実施例2,3および比較例4の酢酸ガスおよび水蒸気吸着性能の評価結果を表す図である。
【図4】実施例4〜8の酢酸ガスおよび水蒸気吸着性能の評価結果を表す図である。
【符号の説明】
【0036】
1…ガス吸着体、11…収容部材、11A,11B…通気性シート、12…物理吸着剤粒子、13…高分子化合物粒子、14…粘着材。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
通気性シートにより構成された収容部材を備え、
前記収容部材内に、ガスに対する物理的吸着作用を有する物理吸着剤と共に、吸水性の高分子化合物を含む
ことを特徴とするガス吸着体。
【請求項2】
前記高分子化合物は、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコールアクリル酸、ポリアクリル酸ソーダ、デンプンにアクリル酸をグラフト重合したもの、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド若しくはポリビニルピロリド水溶液を電離性放射線で照射して架橋反応させたもの、ホルマリンやグルタルアルデヒドによる化学処理による架橋反応させたもの、およびポリスチレンを硫酸で処理し、一部の水素をスルフォン基に置換したもの、のうちの少なくとも1種である
ことを特徴とする請求項1に記載のガス吸着体。
【請求項3】
前記物理吸着剤および吸水性の高分子化合物に対する吸水性の高分子化合物の混合比は、50重量%以上90重量%以下である
ことを特徴とする請求項1または2に記載のガス吸着体。
【請求項4】
前記物理吸着剤および吸水性の高分子化合物は粒子状であり、その一部が粘着材により前記収容部材の内壁に固定されている
ことを特徴とする請求項1に記載のガス吸着体。
【請求項5】
前記粘着材は、ポリアクリル酸エステルを含む
ことを特徴とする請求項4に記載のガス吸着体。
【請求項6】
前記吸着剤は、活性炭、シリカゲル、ゼオライトおよび活性アルミナのうち少なくとも1種類である
ことを特徴とする請求項1に記載のガス吸着体。
【請求項7】
前記通気性シートは、不織布、多孔ポリエチレンフィルムまたは多孔ポリエチレンテレフタラートフィルムによって構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載のガス吸着体。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate


【公開番号】特開2009−183900(P2009−183900A)
【公開日】平成21年8月20日(2009.8.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−28088(P2008−28088)
【出願日】平成20年2月7日(2008.2.7)
【出願人】(000002185)ソニー株式会社 (34,172)
【Fターム(参考)】